M2R Physique Subatomique et Astroparticules

Master 2 Recherche assurant une formation de haut niveau en :
-Physique des particules, physique nucléaire, matière hadronique
-Physique des astroparticules et cosmologie
-Physique théorique

Depuis la rentrée 2009, le Master PSA est labellisé "Master INTERNATIONAL"
Depuis la rentrée 2012, des bourses d'étude ENIGMASS sont possibles pour les étudiants étrangers

* English version *

Présentation générale

Le Master PSA entend dispenser une formation de haut niveau pour de futurs chercheurs, théoriciens ou expérimentateurs, avec de larges connaissances en physique fondamentale.

Le spectre des disciplines enseignées couvre la physique des particules élémentaires et des interactions fondamentales, la théorie quantique des champs et la mécanique quantique relativiste, la physique hadronique et nucléaire, la relativité générale et la cosmologie, les astroparticules, la physique au-delà du modèle standard; ainsi que les techniques expérimentales et les méthodes de détection associées.

A l'issue de ces enseignements, un stage de 4 mois au sein d'un laboratoire de recherche est prévu. Il constitue une part importante de la formation.

Les anciens étudiants de ce Master ont obtenu ces dernières années d'excellents résultats aux concours du CNRS (chargés de recherche) et des universités (maîtres de conférence).

Le programme comportera quatre parcours distincts "Particules et Univers", "Noyaux et particules", "Physique des accélérateurs", "Instrumentation". De plus, suite à la labellisation "internationale", deux cours dans chaque filière seront donnés en anglais. La connaissance de cette langue étant indispensable à la pratique de la recherche, cette initiative ne peut être que bénéfique aux étudiants (même français). Afin d'anticiper toute éventuelle inquiétude, des heures d'expliquations en français seront néanmoins assurées sur les cours donnés en anglais. L' expérience dans d'autres Master montre que l'existence de quelques cours en angais est, a posteriori, unanimement appréciée par les étudiants.

L'affiche du Master :

DHDR

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Actualités

La rentrée de la promo 2015/2016 aura lieu le lundi 31 aout 2015 à 14h en salle 9 du LPSC, sur le polygône scientifique de Grenoble : accès au laboratoire.

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Propositions de stage et de thèse

Les propositions de stage et de thèses 2012/2013 sont consultables sur le site officiel des master physique de l'école doctorale, (site hébergé par le LPSC).

Voir les propositions du Labex ENIGMASS (bénéficiant d'un financement spécifique).

D'autres laboratoires de l'IN2P3 et du CEA ou à l'étranger envoient des propositions qui sont retransmises par email aux étudiants. La candidature spontannée et précoce dans l'équipe des ses rêves reste le meilleur moyen de s'assurer le stage de son choix. Il existe des liens privilégiés entre Master et les laboratoires LAPP, LAPTH, IPNL.

Pour les stages se déroulant au LPSC : lire impérativement toutes les imformations données ici et se soucier des démarches bien avant le début du stage. C'est essentiel. Pour les stages dans d'autres laboratoires, se renseigner auprès du laboratoire en question.

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Trois parcours

Particules et Univers

Ce parcours est fondé sur des enseignements théoriques solides de mécanique quantique relativiste, théorie quantique des champs et physique des particules. Il aborde également la cosmologie, la relativité générale, les astroparticules et des rudiments de physique au-delà du modèle standard (supersymétrie, théorie des cordes, gravité quantique). Il comporte enfin des enseignements expérimentaux.

Noyaux et particules

Ce parcours est fondé sur des enseignements théoriques solides de mécanique quantique relativiste, théorie quantique des champs et physique des particules. Il aborde également la physique nucléaire avancée, la physique hadronique et des rudiments de physique au-delà du modèle standard (supersymétrie, théorie des cordes, gravité quantique).. Il comporte enfin des enseignements expérimentaux.

Physique des accélérateurs

L'UJF est partie prenante de l'école européenne JUAS (Joint Universities Accelerator School) qui à lieu à Archamps, près du CERN. Nous offrirons donc une formation de base en physique subatomique à quelques étudiants qui intègrerons ensuite l'école de JUAS.

Instrumentation pour la physique des particules

L'UJF est partie prenante de l'école européenne ESIPAP (European School of INstrumentation in Particle and Astroparticle Physics) qui à lieu à Archamps, près du CERN. Nous offrirons donc une formation de base en physique subatomique à quelques étudiants qui intègrerons ensuite l'école ESIPAP.

Programme du Master 2 PSA

Premier semestre (Septembre - Février)

A partir de la rentrée 2011-2012:

Un "draft" de reglement d'examen 2009-2010 est disponible ici. Attention, ce n'est pas le document définitif et contractuel.

Intitulé de l'UE / matière et semestre d'enseignement Particules et Univers Noyaux et particules Physique des Accélérateurs Instrumentation
M2R PSA ects ects ects ects
Mécanique Quantique Relativiste 3 3    
Théorie Quantique des Champs 6 6    
Physique des particules I 3 3 3 3
Physique des particules II 3 3    
Analyses de données et simulation + TP 3 3 3 3
Détecteurs 3 3 3 3
Module expérimental 3 3 3 3
Options Transversales, au choix : anglais, philo, etc. 3 3 3 3
Cosmologie et Relativité Générale 3      
Astroparticules 3      
Physique au-delà du modèle standard (supersymétrie, cordes, gravité quantique) 3 3    
Matière hadronique   3    
Physique nucléaire avancée   3    
3 ECTS au choix dans M1 ou M2 Phy     3 3
JUAS ou ESIPAP     15 15
Stage labo 24 24 24 24
Total ECTS 60 60 60 60

Pour les étudiants souhaitant effectuer une thèse dans les domaines "astroparticules" ou "cosmologie", on peut noter qu'il est possible :
- de suivre le Master PSA et de compléter sa formation en astrophysique via des cours d'école doctorale choisis parmi ceux du Master AMD, ou bien
- de suivre le Master AMD et de compléter sa formation en physique des particules via des cours d'école doctorale choisis parmi ceux du Master PSA.
Dans les deux cas, l'étudiant pourra bénéficier du très favorable environnement grenoblois.

La physique des particules bénéficie naturellement de la proximité du CERN et la physique nucléaire d'une longue tradition grenobloise.

Concernant la physique théorique, l'exitence du "Centre de Théories en Physique" de Grenoble est à noter.

DESCRIPTION DES COURS :

Théorie quantique des champs (Pierre Salati) :

- Formalismes Lagrangien et Hamiltonien
- Quantification canonique du champ scalaire de Klein-Gordon
- Quantification des scalaires chargés, des champs fermioniques et du champ électromagnétique
- Champs en interaction, matrice S et lagrangien d'interaction, théorème de Wick, diagrammes de Feynman
- Symétries, représentations de groupes, groupes de Lie et SU(2), théorème de Goldstone
- Lagrangien électrofaible en théorie GSW, mécanisme de Higgs (première approche)

Mécanique quantique relativiste et introduction aux théories de jauge (Jean-Philippe Guillet) :

- Cinématique, mécanique et électrodynamique relativistes
- Particules de spin nul et demi-entier, symétries de l'équation de Dirac
- Fonctions de Green, scalaires, fermions
- Probabilités de transition et électrodynamique scalaire
- Electrodynamique quantique
- Théories de jauge non-abéliennes, chromodynamique quantique
- Interactions electrofaibles, modele GSW, et mecanisme de Higgs (seconde approche)

Physique des particules I (Ingo Schienben et Benoit Clément):

- Classification des particules, modèle des quarks, loi de conservation
- Cinématique relativiste, section efficace, durée de vie, espace de phase
- Symétries discrètes
- Introduction à la théorie des interactions electrofaibles
- Intéractions fortes et structure du nucléeon

Physique des particules II (Ingo Schienben et Benoit Clément):

- Théorie de Glashow-Salam-Weinberg des interactions faibles
- Physique des neutrinos
- Mécanisme de Higgs
- QCD et physique des collisionneurs
- Saveurs lourdes et violation de CP

Analyse des données (Laurent Derome):

- Analyse des données, probabilités, traitement statistique
- Méthodes Monte-Carlo, modèles stochastiques

Physique au-delà du modèle standard: (Ingo Schienben, Henning Samtleben, Aurélien Barrau)

- introduction à la supersymétrie (Ingo Schienben)
- introduction à la théorie des cordes (Henning Samtleben)
- introduction à la gravité quantique à boucles (Aurélien Barrau)

Astroparticules (Damir Buskulic):

- Introduction et historique
- Photons gammas de très haute énergie
- Rayons cosmiques
- Particules d'énergies extrêmes
- Neutrinos
- Matière sombre
- Ondes gravitationnelles

Relativité générale et cosmologie (Gilles Henri):

- Principe d'équivalence, courbure
- Analyse tensorielle, dérivation covariante
- Coefficients de connection, tenseur de Riemann
- Equations d'Einstein
- Métrique FRW, construction explicite des equations de Friedmann
- Modèles cosmologiques
- Métrique de Schwarzschild (trous noirs) et transformations conformes
- Observations et expériences
- Quelques pistes vers la gravité quantique

Matière hadronique (Hubert Hansen):

- Introduction : quarks, gluons, confinement, phases de la matière hadronique
- Symétries de QCD : symétrie chirale, mécanisme de Goldstone
- Collisions d'ions lourds relativistes et plasma de quarks et gluons
- Modèle effectif pour la physique hadronique

Physique Nucléaire avancée (Karim Bennaceur):

- Introduction : Phénoménologie et description semi-classique du noyau
- Méthodes pour la physique nucléaire et applications
- Forces nucléaires et structure
- La physique nucléaire de nos jours

Détecteurs (Guillaume Pignol):

- Interactions rayonnement-matière
- Accélérateurs et collisionneurs
- Détecteurs de particules
- Analyse et simulation

Projet expérimental (Guillaume Pignol):

- mesure de la durée de vie du muon
- analyse et exploitation des mesures

Second semestre (Mars-Juin)

Stage à plein temps dans un laboratoire

sujets de stages

Le stage en laboratoire, à temps plein pendant près de quatre mois, est une composante importante du Master. Le choix du stage se fait de décembre à janvier. Une centaine de stages sont proposés par les laboratoires d'accueil (UJF, INPG, CNRS, CEA, IN2P3...). Un stage dans un autre laboratoire ou sur un autre sujet peut être choisi après discussion avec les enseignants et le responsable du Master.

Le stage donne lieu à un rapport écrit et une présentation orale devant le responsable du stage, un enseignant du Master, et un rapporteur extérieur. La note (environ 1/3 de la note totale du Master) tient compte du déroulement du stage, du rapport écrit, de l'exposé, des réponses aux questions directement liées au stage et à son sujet, et des réponses à des questions plus générales.

Laboratoires d'accueil régionaux :

Laboratoires d'accueil nationaux :

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Admission

REMARQUES IMPORTANTES

Même si cela n'est pas explicitement demandé dans les documents officiels, merci de tenir compte des points suivants :

1) Dans votre dossier et quand vous contactez le responsable du Master, mentionnez le parcours que vous envisagez de suivre : "Particules et Univers", "Noyaux et particules" ou "JUAS".

2) Dans votre dossier et correspondances, il faut inclure également les résultats (même partiels) de M1. Même si vous n'avez pas encore les documents officiels (à fournir ultérieurement pour preuve), donnez toutes les notes de M1 dont vous disposez.

3) Si vous avez fait des stages de recherche, n'hésitez pas à les mentionner dans votre dossier.

Conditions générales

Ce Master est ouvert aux étudiants titulaires d'une Maîtrise de Physique, aux diplômés des grandes écoles, aux élèves de troisième année de Magistère où d'une grande école ainsi qu'à tout étudiant étranger ayant accompli au moins quatre années universitaires, sous réserve de la validation de leurs acquis.

Candidature

Pour candidater vous devez :

  • prendre contact avec le responsable de la spécialité (voir la rubrique "contacts" dans la bandeau ci-dessus) et lui envoyer par courrier électronique (mettre "candidature PSA" comme titre de l'email) votre lettre de motivation, CV, cursus universitaire, mentions, rang de classement, notes dans les matières en rapport avec la spécialité choisie,
  • Suive la précdure donnée ici
  • Pour tout renseignements concernants les conditions d'inscription, la validation de diplômes, la procédure de pré-inscription en ligne, l'obtention de dossiers de candidature etc..., veuillez contacter en premier lieu la scolarité de l'UFR de physique ( voir la rubrique "contacts" dans le bandeau ci-dessus)

    NB: votre préinscription en master recherche "physique et ingénieries" est commune avec d'éventuelles autres candidatures en spécialités professionnelles du master "physique et ingénieries" voire d'autres disciplines. Le nombre total de spécialités choisies pour candidater toutes disciplines confondues est limité à 3 sauf cas exceptionnel.

    Prérequis

    Le premier prérequis est d'aimer la science de la Nature, la phusika ! Cette extraordinnaire construction qui, bien avant la prétendue ruptude copernicienne, est sans doute née quelque part en Grèce, lorsqu'Anaximandre inventa ce concept un peu fou d'apeiron (infini et indéfini). Je n'évoque pas ici un corpus établi, un lot de connaissances à ruminer, je réfère à une attitude, à un rapport à la pensée, à un être-au-monde, à une capacité de douter et de remettre en cause (même vos cours et vos professeurs) : c'est cela être chercheur, c'est cette velléité à déconstruire l'évidence et à chercher les fondements que cette formation entend d'abord développer chez vous. L'année de Master 2 et la thèse qui, si tout va bien, suivra sont des moments difficiles qui exigent beaucoup de travail. Il sont aussi, et même surtout, des moments exaltants, intenses et captivants... à condition d'aimer profondément ce à quoi l'on s'adonne. Si l'étrangeté de la Nature (la pensée philosophique - ou scientifique - est d'abord un étonnement, rappelez-vous Platon au Tééthète) ne vous émerveille plus, mieux vaut sans doute passer votre chemin (ou venir avec le désir clair d'évoluer). Dans le cas contraire, le prérequis le plus important est déjà rempli !

    Ensuite et plus pragmatiquement... il est important en arrivant en M2R PSA d'être au point sur:

  • la relativité restreinte
  • la mécanique analytique (en particulier le formalisme lagrangien)
  • la mécanique quantique (essentiellement, les tomes 1 et 2 du Cohen Tanoudji)
  • l'électrodynamique (si possible équations de Mawxell sous forme covariante)
  • les bases de physique nucléaire et des particules

    Si vous n'avez pas suivi un (ou quelques uns) de ces enseignements lors de votre cursus, ce n'est pas forcément grave mais il vous est demandé une remise à niveau personnelle avant le début du Master 2. Attention, le rythme est soutenu et il ne faut pas aborder l'année avec des lacunes. Contactez les enseignants si vous avez des doutes.

    Par ailleurs, il est essentiel que vous soyez au minimum à l'aise avec un ordinateur. Il faut avoir des notions de programmation (peu importe le langage). Si tel n'est pas le cas, remetez-vous à niveau avant le stage de M2.

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  • Devenir et débouchés

    Au cours des dernières années, les anciens étudiants du Master PSA ont obtenu des résultats remarquables aux concours du CNRS et des Universités pour devenir chercheurs ou enseignant-chercheurs.

    Poursuites d'études et débouchés :

    Près de 90%, en moyenne, des étudiants ayant obtenu ce master poursuivent en thèse dans l'un des 18 laboratoires de l'IN2P3, au CEA/DAPNIA à Saclay et parfois dans un laboratoire à l'étranger (USA, Allemagne etc...). Une moitié environ des étudiants obtient un poste fixe de chercheur ou enseignant-chercheur. Pour l'autre moitié, l'accueil se fait dans l'enseignement supérieur, dans l'industrie de pointe, dans l'informatique, etc.

    Résultats exhaustifs pour la promotion 2009/2010 :

    - 3 étudiants ayant obtenu le M2 décident, de leur plein gré, de se reconvertir : dans la finance, dans l'informatique et dans le sport de haut niveau.
    - les 11 autres étudiants, souhaitant poursuivre en thèse, obtiennent une allocation de recherche

    Exemples de thèses réalisées par les étudiants de PSA ces dernières années :

  • Etude des propriétés du nucléon par des calculs de QCD sur réseau (avec J. Carbonnel)
  • Corrections radiatives et resommation pour le production des gauginos en supersymétrie (avec M. Klasen)
  • Etude des différentes composantes de la polarisation du ciel en vue de l'observation du Fond Diffus Cosmologique avec le satellite PLANCK (avec D. Santos)
  • Resommation des corrections radiatives QCD et violation de la saveur non-minimale pour la production de particules supersymétriques auprès des collisionneurs hadroniques (avec M. Klasen)
  • Relativité générale et champs quantiques: quelques aspects de physique des trous noirs et de cosmologie en gravité de Lovelock, espaces de Sitter et dimensions supplémentaires (avec A. Barrau)
  • La chromodynamique quantique au LHC (avec J. Collot)
  • Contribution du quark étrange à la structure électromagnétique du nucléon (avec S. Kox)
  • Analyse des anisotropies du fond diffus cosmologique (avec C. Renault)
  • Production et propagation de noyaux légers d'anti-matière dans la Galaxie (avec K. Protassov)
  • Etude des désintégrations radiatives des mésons B dans le détecteur ATLAS (avec F. Ohlsson-Malek)
  • Trous noirs primordiaux, rayonnement cosmique et développements instrumentaux pour l'imageur Tcherenkov de l'expérience spatiale AMS (avec A. Barrau)
  • Etudes de sûreté pour des filières innovantes de réacteurs nucléaires (avec R. Brissot)
  • et beaucoup d'autres...

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  • Calendrier, agenda et emploi du temps

    (Constamment) en cours de mise à jour

    Comment nous trouver

    La quasi totalité des cours du premier semestre ont lieu au LPSC (Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie). Le LPSC est l'un des laboratoires de l'IN2P3 (Institut National de Physique des Particules et de Physique Nucléaire) du CNRS, de l'Université Joseph Fourier et de l'INP-Grenoble.

    Pour les informations pratiques concernant la localisation et l'accès au LPSC, voyez ici . Pour plus d'information sur le laboratoire, référez vous au portail web du LPSC .

    Contacts

    Responsable du MASTER

    Aurelien Barrau
    Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC) - Grenoble
    53, av. des Martyrs
    F-38026 Grenoble, Cedex
    Tel: +33 (0)476284179
    Fax: +33 (0)476284004
    Renseignements à propos des inscriptions, equivalences etc : contactez la scolarité de l'UFR.

    Correspondant INP : E. Lucotte-Merle email
    Correspondant Univ. de Savoie : P. Salati email

    Secrétariat

    Beatrice Lasserre
    Maison des Magistères
    CNRS BP 166
    25 avenue des Martyrs
    F-38042 Grenoble Cedex 9
    Tél : 04 76 88 74 50
    Fax : 04 76 88 79 81
    email : ici

    Scolarité de l'UFR de Physique

    (*) Pour tout renseignements concernants les conditions d'inscription, la validation de diplômes, l'obtention de dossiers de candidature etc..., veuillez contacter en premier lieu la scolarité de l'UFR de physique : email
    Tel : 04 76 51 41 39
    Permanence : 04 76 63 58 27
    Fax : 04 76 51 41 47
    Batiment A de Physique,
    715 Rue de la Houille Blanche
    SCOLARITE
    UFR PHYSIQUE
    BP53
    38041 Grenoble CEDEX 9

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